La resistenza batterica agli antibiotici è un problema in continua crescita per l'assistenza sanitaria, agricoltura e igiene, grazie al loro uso indiscriminato e spesso eccessivo.

Mentre naturale, piccole molecole antimicrobiche di origine vegetale possono offrire una potenziale soluzione, spesso mancano di attività e selettività sufficienti per soddisfare i requisiti di antibiotici, e l'attivazione dei loro metodi convenzionali potrebbe non essere compatibile con le applicazioni biomediche.

Ora, però, un team internazionale di ricercatori crede di aver scoperto una risposta a questi problemi.

In un nuovo studio, pubblicato sulla rivista Nano Futures , il team mostra che è possibile utilizzare il plasma a pressione atmosferica per rapide, potenziamento in un unico passaggio dell'attività di determinati terpeni – gli idro/carburi volatili insaturi presenti negli oli essenziali delle piante – senza la necessità di prodotti chimici o riscaldamento.

La co-autrice principale, la dott.ssa Kateryna Bazaka, dalla Queensland University of Technology (QUT), Australia, ha dichiarato:"I batteri sono gli ultimi sopravvissuti. Hanno una capacità senza pari di produrre nuove generazioni in soli 20 minuti, sviluppare rapidamente resistenza anche ai farmaci più potenti, compresi antibiotici mirati, e straordinaria genetica, metabolico, e diversità fisiologica e capacità di adattamento evolutivo.

"Non è una sorpresa, perciò, che nonostante lo sviluppo di potenti antibiotici sintetici, i batteri rimangono una delle principali cause di mortalità a livello globale".

Il co-autore principale, il professor Ken Ostrikov, di QUT, ha dichiarato:"Ci sono ovviamente aspetti negativi degli antibiotici. Sono abusati, interferiscono con il microbiota commensale e hanno effetti collaterali potenzialmente avversi dipendenti dalla dose e idiosincratici, soprattutto nei giovani, anziano, e pazienti immunocompromessi. Più allarmante, contribuiscono allo sviluppo di patogeni resistenti agli antibiotici.

"Lo sviluppo di nuove strategie e materiali antibiotici è, perciò, determinante".

L'approccio del team è stato quello di utilizzare metaboliti secondari delle piante (PSM). I PSM sono molto diversi, con più di 12, 000 alcaloidi, 8, 000 composti fenolici, e 25, 000 terpenoidi attualmente conosciuti. Inoltre, il ruolo naturale di molti metaboliti secondari delle piante è quello di inattivare i batteri, cosa che si sono evoluti per fare efficacemente in un periodo estremamente lungo. Infine, i processi microbici e i componenti a cui prendono di mira possono essere diversi da quelli degli antibiotici convenzionali, potenzialmente riducendo al minimo l'incidenza della resistenza crociata.

Però, "attivare" le proprietà antimicrobiche dei PSM a dosi sicure spesso richiede il riscaldamento o la manipolazione chimica, rendendo il processo impraticabile, costoso, o lasciando una ridotta efficacia.

Per superare questo, il team ha sperimentato l'utilizzo di condizioni di non equilibrio del plasma a pressione atmosferica per ottenere risultati rapidi, attivazione in un unico passaggio di terpeni selezionati, senza l'uso di prodotti chimici o riscaldamento.

Hanno quindi testato l'efficacia dei PSM attivati ​​contro una varietà di batteri, compreso lo Staphylococcus aureus, i batteri spesso responsabili di infezioni da stafilococco.

Il dottor Bazaka ha detto:"Abbiamo scoperto che un terpinen-4-olo attivato, un PSM con attività documentata ad ampio spettro, ha prodotto una diminuzione statisticamente significativa del numero di unità batteriche formanti colonie, con inattivazione completa raggiunta entro cinque minuti dall'esposizione.

"I nostri risultati dimostrano che il trattamento al plasma può essere potenzialmente utilizzato per migliorare la capacità del PSM di raggiungere e modificare la membrana del microrganismo batterico, e interagiscono con bersagli intracellulari.

"In modo significativo, l'approccio di attivazione è generico, e potrebbe quindi essere potenzialmente applicato ad altre molecole e alle loro miscele nel tentativo di ampliare la gamma di agenti antimicrobici efficaci per la disattivazione di organismi patogeni nell'igiene, applicazioni mediche e alimentari".